Nu kan man skjule en genstand for lydbølger

En ny tredimensionel pyramide i metamateriale kan fjerne genstande fra et lydbillede i alle retninger. Ved at placere kappen rundt om en genstand, vil lydbølger omkring genstanden opføre sig, som om genstanden ikke fandtes.

Det er ingeniører fra Duke University i North Carolina, der har præsenteret deres seneste forskning i Nature Materials, skriver engelske The Engineer.

Professor og ingeniør Steven Cummer og hans hold har brugt såkaldte metamaterialer til at fremstille kappen.

Metamaterialer er en kombination af naturlige materialer i gentagne mønstre, som giver dem unaturlige egenskaber. Til den akustiske usynlighedskappe har de brugt plastik og luft for at manipulere med lydbølgerne. Kappen ligner en masse lag af plastikplader med en masse huller i, stablet ovenpå hinanden i en pyramideform.

Kappen giver en illusion af, at genstanden ikke findes, ved at få lydbølger omkring genstanden til at følge baner, som de ville have været, hvis de blev sendt tilbage fra en flad overflade. Fordi lyden ikke når genstandens overflade inde under kappen, rejser lyden kortere og dens hastighed må blive nedsat for at kompensere.

Ifølge professor Cummer ser konstruktionen måske meget simpel ud. ‘Men jeg lover jer, at den er meget mere kompliceret og interessant, end den ser ud. Vi har brugt meget energi på at udregne hvordan, lydbølger vil interagere med den. Vi fandt ikke på dette natten over.’

Forskerne dækkede et lille tredimensionelt område med kappen og sendte korte lydbidder mod den fra forskellige vinkler. Ved hjælp af en mikrofon kortlagde de, hvordan lydbølgerne responderede. Derudfra lavede de videoer, der viste lydbølgernes bevægelser i luften. Samme procedure gentog de med en ubrudt, flad overflade og altså et område, som ikke var dækket af kappen. Resultaterne viste, at kappen får det til at lyde, som om der ikke bliver reflekteret nogle lydbølger fra genstanden.

Med dette eksperiment har de demonstreret, at teknologien fungerer, og professoren mener, at den har mange kommercielle muligheder.

»Vi har lavet vores forsøg i luft, men lyd bevæger sig på samme måde i vand, så det er oplagt, at teknologien også kan bruges til at undgå sonarer,« siger Steven Cummer.

»Men teknologien vil også være vigtig, når man designer auditoriumer, koncertsale og andre rum, hvor du har brug for at kontrollere lyden. Det kunne f.eks. tænkes, at man gerne ville ‘gemme’ en bærende søjle midt i et rum, akustisk set«, siger han.

I 2012 var tyske forskere fra Karlsruhe Institute of Technology fremme med en alternativ teknologi til at manipulere med lyd en stabil krystallisk metavæske, som skulle gøre det muligt at afbøje lydbølger.